Primera ley de Newton o ley de inercia

Newton f ma

Las leyes del movimiento de Newton son tres leyes físicas que establecen la ciencia de la cinemática. Estas leyes describen la relación entre el movimiento de un objeto y la fuerza que actúa sobre él. Son esenciales porque constituyen el fundamento de la mecánica clásica, una de las principales ramas de la física. Fue Isaac Newton quien estableció estas leyes y las utilizó para explicar muchos sistemas y fenómenos físicos.

Si vamos a hablar de mecánica clásica y de las aplicaciones de las leyes del movimiento de Newton en la vida cotidiana, primero debemos arrojar luz sobre el fundador de estas leyes y sobre quien tiene el mérito de habérnoslas dado a conocer, Sir Isaac Newton. He aquí algunos datos sobre Isaac Newton

Las leyes del movimiento de Newton fueron publicadas por primera vez por Isaac Newton en su Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica en 1687, que es la base de la mecánica clásica. Newton utilizó estas leyes para explicar e investigar muchos fenómenos físicos. Newton demostró que estas leyes, además de la ley de la gravitación universal, son capaces de explicar las leyes de Kepler sobre el movimiento planetario, y estas leyes siguen estando entre las leyes físicas más importantes hasta la fecha.

Ejemplo de la primera ley de Newton

La primera ley del movimiento de Newton es una de las tres leyes del movimiento escritas por Sir Isaac Newton. La primera ley establece que un objeto en reposo permanecerá en reposo y que un objeto en movimiento permanecerá en movimiento hasta que actúe sobre él una fuerza exterior. Esta ley suele denominarse ley de la inercia, y ambas están estrechamente relacionadas.

En física, la ley de la inercia establece que todo cambio de velocidad tiene una causa. Es la primera ley del movimiento de Newton. Repasa un resumen de la ley para entender lo que dice sobre un problema clásico, y comprende la idea de inercia, la inercia en el trabajo y la primera ley en la práctica.

Primera ley del movimiento de Newton

La experiencia sugiere que un objeto en reposo permanecerá en reposo si se le deja solo, y que un objeto en movimiento tiende a ralentizarse y detenerse a menos que se haga algún esfuerzo para mantenerlo en movimiento. Sin embargo, la primera ley del movimiento de Newton afirma lo siguiente:

En lugar de contradecir nuestra experiencia, la primera ley del movimiento de Newton afirma que debe haber una causa (que es una fuerza externa neta) para que se produzca cualquier cambio en la velocidad (ya sea un cambio de magnitud o de dirección). Definiremos la fuerza externa neta en el apartado siguiente. Un objeto que se desliza por una mesa o por el suelo disminuye su velocidad debido a la fuerza neta de rozamiento que actúa sobre él. Si la fricción desapareciera, ¿el objeto seguiría deslizándose más despacio?

La idea de causa y efecto es crucial para describir con precisión lo que ocurre en diversas situaciones. Por ejemplo, piensa en lo que le ocurre a un objeto que se desliza por una superficie horizontal rugosa. El objeto se detiene rápidamente. Si rociamos la superficie con polvos de talco para hacerla más lisa, el objeto se desliza más lejos. Si hacemos que la superficie sea aún más lisa frotándola con aceite lubricante, el objeto se desliza aún más lejos. Extrapolando a una superficie sin fricción, podemos imaginar que el objeto se desliza en línea recta indefinidamente. La fricción es, pues, la causa de la ralentización (de acuerdo con la primera ley de Newton). El objeto no se ralentizaría en absoluto si se eliminara por completo la fricción. Consideremos una mesa de hockey de aire. Cuando el aire está apagado, el disco se desliza sólo una corta distancia antes de que la fricción lo frene hasta detenerlo. Sin embargo, cuando el aire se enciende, se crea una superficie casi sin fricción, y el disco se desliza largas distancias sin frenarse. Además, si sabemos lo suficiente sobre la fricción, podemos predecir con exactitud la rapidez con la que el objeto se ralentizará. La fricción es una fuerza externa.

Tercera ley de Newton

Los alumnos pueden creer que los objetos en movimiento tienden a frenarse y a detenerse. Explique el concepto de fricción. Hable de los objetos del espacio exterior, donde no hay atmósfera ni gravedad. Pida a los alumnos que describan el movimiento de esos objetos.

[BL][OL][AL] Hable de diferentes pares de superficies y de cómo cada una de ellas presenta diferentes niveles de fricción. Pide a los alumnos que den ejemplos de superficies lisas y rugosas. Pregúnteles dónde puede ser útil la fricción y dónde puede ser indeseable.

[OL] [AL] Pida a los alumnos que den diferentes ejemplos de sistemas en los que se producen múltiples fuerzas. Dibuje para ellos diagramas de cuerpo libre. Incluya la fuerza de rozamiento. Destaca la dirección de la fuerza de rozamiento.

A primera vista, esta ley puede parecer contradictoria con tu experiencia cotidiana. Seguramente te habrás dado cuenta de que un objeto en movimiento suele ralentizarse y detenerse a menos que se haga algún esfuerzo para mantenerlo en movimiento. La clave para entender por qué, por ejemplo, una caja que se desliza disminuye su velocidad (aparentemente por sí sola) es comprender primero que una fuerza externa neta actúa sobre la caja para que ésta disminuya su velocidad. Sin esta fuerza externa neta, la caja seguiría deslizándose a velocidad constante (como indica la primera ley del movimiento de Newton). ¿Qué fuerza actúa sobre la caja para frenarla? Esta fuerza se llama rozamiento. La fricción es una fuerza externa que actúa en sentido contrario a la dirección del movimiento (véase la figura 4.3). Piensa en la fricción como una resistencia al movimiento que ralentiza las cosas.